聚合物基復(fù)合材料的成型工藝：擠出成型

聚合物基復(fù)合材料的成型工藝羿曉麗

——擠出成型●復(fù)合材料基本組成復(fù)合材料基體組元增強(qiáng)相聚合物基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料纖維增強(qiáng)顆粒增強(qiáng)玻璃纖維碳纖維硼纖維碳化硅纖維氧化鋁纖維芳綸纖維陶瓷或金屬顆粒

聚合物基復(fù)合材料的性能在纖維與樹脂體系確定后，主要決定于成型工藝。

成型工藝主要包括以下兩個(gè)方面：

一是成型，即將預(yù)浸料按產(chǎn)品的要求，鋪置成一定的形狀，一般就是產(chǎn)品的形狀;

二是固化，即把已鋪置成一定形狀的疊層預(yù)浸料，在溫度、時(shí)間和壓力等因素影響下使形狀固定下來，并能達(dá)到預(yù)期的性能要求。

簡(jiǎn)介擠出成型又叫擠塑、擠壓、擠出模塑。是借助螺桿和柱塞的擠壓作用,使塑化均勻的塑料強(qiáng)行通過?？诙蔀榫哂泻愣ń孛娴倪B續(xù)制品。擠出成型介紹

在纖維化學(xué)工業(yè)中也有用擠出機(jī)向噴絲頭供料，以進(jìn)行熔體紡絲。擠出應(yīng)用于熱塑性塑料和橡膠的加工，可進(jìn)行配料、造粒、膠料過濾等，可連續(xù)化生產(chǎn)，制造各種連續(xù)制品如管材、型材、板材(或片材)、薄膜、電線電纜包覆、橡膠輪胎胎面條、內(nèi)胎胎筒、密封條等，其生產(chǎn)效率高。在合成樹脂生產(chǎn)中，擠出機(jī)可作為反應(yīng)器，連續(xù)完成聚合和成型加工,在橡膠工業(yè)中壓縮比不同的擠出機(jī)可以用來塑煉天然膠.不同材料的擠出機(jī)器的壓縮比有些不同.擠出成型工藝

一般根據(jù)所加工聚合物的類型和制品或半成品的形狀，選定擠出機(jī)、機(jī)頭和口模，以及定型和牽引等相應(yīng)的輔助裝置，然后確定擠出工藝條件如螺桿轉(zhuǎn)速、機(jī)頭壓力、物料溫度，以及定型溫度、牽引速度等。在擠出過程中，物料一般都要經(jīng)過塑煉，但定型方法則有所不同。例如，擠出的塑料常需冷卻定型，使其固化，而擠出橡膠的半成品，則尚需進(jìn)一步硫化。采用不同的擠出設(shè)備和工藝，可得到不同的制品。擠出成型原理

料自料斗進(jìn)入料筒，在螺桿旋轉(zhuǎn)作用下，通過料筒內(nèi)壁和螺桿表面摩擦剪切作用向前輸送到加料段，在此松散固體向前輸送同時(shí)被壓實(shí)；在壓縮段，螺槽深度變淺，進(jìn)一步壓實(shí)，同時(shí)在料筒外加熱和螺桿與料筒內(nèi)壁摩擦剪切作用，料溫升高開始熔融，壓縮段結(jié)束；均化段使物料均勻，定溫、定量、定壓擠出熔體，到機(jī)頭后成型，經(jīng)定型得到制品。擠出過程加料——在螺桿中熔融塑化——機(jī)頭口模擠出——定型——冷卻——牽引——切割擠出成型的特點(diǎn)

①連續(xù)化,效率高,質(zhì)量穩(wěn)定

②應(yīng)用范圍廣

③設(shè)備簡(jiǎn)單,投資少,見效快

④生產(chǎn)環(huán)境衛(wèi)生,勞動(dòng)強(qiáng)度低

⑤適于大批量生產(chǎn)

適用的樹脂材料絕大部分熱塑性塑料及部分熱固性塑料，如PVC、PS、ABS、PC、PE、PP、PA、丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂及密胺樹脂等

擠出成型工藝應(yīng)用采用幾臺(tái)擠出機(jī),同時(shí)供應(yīng)幾種塑料,再通過共用機(jī)頭擠出，形成一個(gè)整體的復(fù)合制品。例如用A、B、C三種塑料共擠出，可生產(chǎn)各種復(fù)合薄膜、復(fù)合片材、板材、型材和管材。

膠料過濾在制造薄壁橡膠制品時(shí)，為了防止制品發(fā)生漏氣、漏水，膠料不能含有雜質(zhì)，一般在加入硫化劑前用擠出機(jī)過濾膠料，即在機(jī)頭處放置一層或多層濾網(wǎng)，以濾去塑化物料中雜質(zhì)。

熔體紡絲一些粘度大的樹脂在熔體紡絲時(shí)，常用擠出機(jī)來熔融物料。熔好的物料直接經(jīng)過過濾器進(jìn)入噴絲頭，或用噴絲泵打入噴絲頭。擠出成型設(shè)備

1、主機(jī)擠出系統(tǒng)：由螺桿與料筒組成，是擠出機(jī)關(guān)鍵部分。其作用是塑化物料，定量、定壓、定溫?cái)D出熔體傳動(dòng)系統(tǒng)：驅(qū)動(dòng)螺桿，提高所需的紐矩和轉(zhuǎn)矩加熱和冷卻系統(tǒng)：保證塑料和擠出系統(tǒng)在成型過程中溫度達(dá)工藝要求2、輔機(jī)由機(jī)頭、定型裝置、冷卻裝置、牽引裝置、卷取裝置、切割組成3、控制系統(tǒng)由電器、儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成作用：控制主、輔機(jī)電動(dòng)機(jī)、以滿足所需轉(zhuǎn)速和功率；控制主輔機(jī)溫度、壓力、流量，保證制品質(zhì)量；實(shí)現(xiàn)擠出機(jī)組的自動(dòng)控制，保證主、輔機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)行。擠出機(jī)的分類

塑料擠出機(jī)分為雙螺桿擠出機(jī)和單螺桿擠出機(jī)兩種擠出機(jī)的區(qū)別：?jiǎn)温輻U的機(jī)器和雙螺桿的機(jī)器:一個(gè)是一根螺桿,一個(gè)是兩根螺桿.都是用的一個(gè)電機(jī)帶動(dòng)的.功率因螺桿不同而不同.50錐雙的功率約為20KW,65的約為37KW.產(chǎn)量與料及螺桿有關(guān),50錐雙的產(chǎn)量約為100-150KG/H,65錐雙約為200-280KG/H.單螺桿的產(chǎn)量就只有一半。

擠出機(jī)按其螺桿數(shù)量可以分為單螺桿、雙螺桿和多螺桿擠出機(jī)。目前以單螺桿擠出機(jī)應(yīng)用最為廣泛，適宜于一般材料的擠出加工。雙螺桿擠出機(jī)由于具有由摩擦產(chǎn)生的熱量較少、物料所受到的剪切比較均勻、螺桿的輸送能力較大、擠出量比較穩(wěn)定、物料在機(jī)筒內(nèi)停留長,混合均勻。單螺桿擠出機(jī)特點(diǎn)

硬齒面齒輪箱，交流或直流無級(jí)傳動(dòng)調(diào)速。新型螺桿結(jié)構(gòu)，熔融混和均勻，確保低融溫高產(chǎn)量螺桿機(jī)筒材料采用氮化鋼38CrMoAIA氮化處理，表面合金處理硬度更高。鑄銅、鑄鋁加熱器，根據(jù)要求采用風(fēng)冷與水冷。先進(jìn)的電器控制系統(tǒng)雙螺桿擠出機(jī)特點(diǎn)

和單螺桿擠出機(jī)相比，雙螺桿擠出機(jī)的特點(diǎn)是：

1、較高的固體輸送能力和擠出產(chǎn)量；

2、自潔能力；

3、混合塑化能力高；

4、較低的塑化溫度，減小分解可能；

5、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。

真空擠出機(jī)擠出機(jī)電線擠出機(jī)高分子材料治理擠出機(jī)磨損問題高分子材料治理擠出機(jī)螺紋損壞擠出機(jī)使用的注意事項(xiàng)1、擠出機(jī)要正向運(yùn)轉(zhuǎn)，避免倒轉(zhuǎn)。2、切忌空腹運(yùn)轉(zhuǎn)，必須熱機(jī)加料運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣可避免發(fā)生粘杠(抱軸